Toyota Motor Manufacturing : l’eau en recyclage

À l’occasion de la journée mondiale de l’eau, le 22 mars 2022, Toyota a ouvert les coulisses de son usine d'Onnaing. Visite guidée sur le thème de l'eau et de son recyclage.
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Toyota recyclage eau
Vue aérienne de la station d'épuration de la Toyota Motor Manufacturing France © Samuel Dhote

À la visite de l’usine Toyota Motor Manufacturing France (TMMF), nous arrivons sur un site étendu sur « 18 hectares, soit 30 % de surface de moins qu’un site comparable. Les bâtiments sont compacts pour éviter les sorties entre les différents ateliers », d’après nos interlocuteurs. Malgré la crise des semi-conducteurs, l’usine produirait une Yaris toutes les 58 secondes. Nous entrons dans l’atelier des presses qui fabrique notamment les châssis des Yaris. Il s’équipe de six machines, deux de découpe et quatre d’emboutissage.

Des Yaris forgés dans l’acier

Les machines de découpe cisaillent l’acier. Celui-ci arrive sous forme de bobines de 0,5 mm pour les pièces d’aspect et jusqu’à 2,6 mm pour celles de renfort. Cet acier provient à 80 % de l’usine d’ArcelorMittal de Dunkerque (59), à hauteur de douze livraisons par jour. Soit 200 t d’acier gérées par les travailleurs qui allument les moules en fonction des besoins. « Sur la ligne de découpe, l’acier est décambré sous forme de trapèze pour créer les flancs du véhicule. Les feuilles d’acier sont embouties. Puis les pièces de la carrosserie sont détourées et poinçonnées, avant que les convoyeurs viennent les récupérer », décrit Magalie Delforterie, responsable communication de TMMF. Chaque emboutissage nécessite « 4 600 t de pression. » Afin de minimiser le bruit généré, le constructeur a installé des murs anti-bruit et anti-vibration.

Sous ses machines de plus de 30 t, les déchets sont transportés dans des galeries. « Sur 60 kg d’acier engagés, nous en récupérons 20 kg. Ils sont ensuite acheminés dans de grandes bennes de 40 m3 pour partir directement chez des prestataires tel que Green Metal France, partenaire de Toyota à Onnaing (59) », explique Alexis Laurie, ingénieur environnement, chef de projet zéro CO2 de la division support et développement des opérations industrielles chez TMMF.

Guidés par un bruit de cisaille et de grincement de chariots mais aussi brassés par la ventilation d’un air métallique, nous arrivons dans l’atelier carrosserie. Ici, les pièces accompagnées de leur bon de commande sont soudées pour former les squelettes des véhicules. Ces derniers passeront ensuite sur des rails au-dessus de notre tête.

600 robots en marche

Le fournisseur local Toyotomi siégeant aussi à Onnaing (59) livre également des pièces de carrosserie pour les lignes robotisées. L’usine Toyota a en effet changé 60 % de ses robots afin d’automatiser certaines tâches des agents de production. « Après investissement, nous sommes passés de 350 à 600 robots. Dans l’atelier carrosserie, chaque robot effectue plus de 3 800 points de soudure pour rigidifier la caisse d’une Yaris Cross », reprend Magalie Delforterie.

« Nous essayons de diminuer l’énergie consommée par l’air comprimé nécessaire au bon positionnement des pièces par les robots. Les poussières de soudure contiennent de l’acide. C’est pourquoi nous travaillons sur ces points de soudure pour réduire nos émissions de particules durant la production », complète Alexis Laurie.

Après avoir longé les lignes de carrosserie, nous enfilons des lunettes et une combinaison pour rentrer dans l’atelier peinture en forme de L. Exempt de poussières et d’étincelles, l’air est conditionné entre 17 et 20 °C pour éviter l’influence des températures extérieures. Les pièces de carrosserie passent d’abord dans un bassin de phosphore pour être dégraissées.

L’atelier peinture : premier consommateur d’eau

Concernant l’application de la peinture, une base d’accroche blanc, grise ou bleu est appliquée. Cette base précède une deuxième couche de peinture, puis une couche de vernis. « L’atelier peinture représente environ 50 % du temps de production de la voiture. Il est aussi le premier client de la station d’épuration des eaux. Entre 600 et 700 l d’eau sont consommés par voiture. Puis les pièces passent dans un bain d’électrodéposition afin que la peinture se comporte comme un aimant et puisse couvrir l’ensemble des parois des portes, par exemple. Ensuite, l’excédent de peinture anti-corrosion est retiré par cataphorèse ou phase de rinçage. Un bain récupère 2 000 m3 de boues de peinture. De son côté, l’eau est récupérée en circuit fermé », expose Claude Merlin, responsable environnement et facilities chez TMMF.

Les pièces passent ensuite dans un four pour sécher la peinture. « Ce four provoque le dégagement de solvants qui iront dans des incinérateurs montant jusqu’à 800 °C pour faire « craquer » les particules des solvants. Ces dernières sont ensuite récupérées pour le préchauffage du four à 200 °C. Le solvant va s’auto-enflammer dans une boucle de recyclage. Depuis le démarrage de l’usine, nous avons deux incinérateurs à l’atelier peinture et deux autres à l’atelier plastique qui peuvent tourner en auto-thermie. Depuis 2001, nous avons réduit nos émissions de solvants de 60 %, soit 37 % de solvants en moins par rapport à d’autres usines », informe Alexis Laurie.

Un pare-chocs produit en 28 secondes

Désormais sortis de l’atelier peinture, nous nous rendons dans l’atelier plastique où les pare-chocs avant et arrière, bas de caisse, becquet et tableaux de bord des véhicules sont façonnés. « Notre machine à injection (TIM) est capable de produire un pare-chocs toutes les 28 secondes. À part Fiat en Europe, très peu de constructeurs produisent leurs pare-chocs en interne comme Toyota », signale Idir Boubaaya, directeur du département plastique.

L’usine Toyota a investi 3 millions d’euros pour insonoriser ce bâtiment GPL qui comporte quatre cabines de peinture. « Nous utilisons des robots à cartouche dans ces cabines depuis 2001. Ils détectent les numéros des véhicules à chaque changement de couleur à utiliser. Nous pouvons aussi ajouter des robots supplémentaires pour une voiture bicolore. Puis, les buses de 2 cm au niveau de la tête du robot sont nettoyées à l’aide de solvant. Nous avons un système électrostatique qui permet d’avoir environ 80 % de taux de transfert de peinture sur la pièce du véhicule », détaille Damien Schram, ingénieur en chef de l’atelier plastique.

robots de peinture véhicules usine Toyota
© Samuel Dhote

Un assemblage sur mesure…

Arrivés dans l’atelier d’assemblage, les opérateurs s’affairent au perçage et au vissage sur les Yaris qui défilent capot ouvert. « En fonction des options, nous avons entre 3 500 et 4 300 pièces par véhicule mises en place dans l’atelier assemblage. Pour arrêter une ligne en cas de besoin, l’agent de production possède un andon ou une cordelette. Il produit alors un signal d’alerte sonore avertissant les autres personnels d’une anomalie », explique Alexis Laurie.

montage véhicules usine Toyota
© Samuel Dhote

Quelques mètres plus loin, les Yaris sont flashées dans tunnel lumineux. L’équipe de contrôle qualité est donc en train d’intervenir. « Il y a beaucoup de travail d’inspection de la géométrie du véhicule. En habillage caisse 2, nous intégrons la planche de bord. Pendant ce temps, deux autres lignes de châssis s’attèlent l’installation des amortisseurs, etc. », énumère Magalie Delforterie.

… avant une série de tests

En fin de course, un technicien allume les feux de la Yaris, réalise son premier démarrage, règle la symétrie, teste les freins, etc. Les Yaris Cross « attestées Origine France garantie » sont ensuite soumises à une pluie diluvienne. « L’eau qui asperge à 360 ° les véhicules est recyclée. 10 % de la production est aussi testée sur une piste d’essai de 3,5 km », assure Magalie Delforterie.

tests véhicules usine Toyota
Tests réalisés sur les véhicules produits à la Toyota Motor Manufacturing France © Samuel Dhote

En sortie de l’usine, nous sommes dirigés vers la station d’épuration du site. Perchés sur la station, nous observons au loin le hub logistique de plus de 300 000 m2. « Sur ce parking, des Corolla, Lexus, Toyota seront prochainement livrés aux flottes et aux particuliers, notamment en Angleterre et en Pologne », indique Alexis Laurie.

Toyota : l’eau en recyclage…

Présente avant même la construction de l’usine Toyota, la station de traitement de l’eau du site aurait la capacité de traiter les eaux usées d’une commune de 20 000 à 25 000 habitants. Cette station récupère et nettoie environ 1 000 m3 d’eau de l’usine par jour. « 40 % de l’eau est recyclée pour être réinjectée dans le processus industriel. Le reste de l’eau, dite « de qualité rivière », est contrôlée par trois laborantins chaque jour, selon 27 paramètres. Cette eau rejoint ensuite l’Escaut », note Heinrick Delaroque, chef d’équipe énergie de la station de traitement des eaux de TMMF.

L’eau provenant de l’usine Toyota subit d’abord un traitement physico-chimique pour éliminer les particules métalliques et minérales. « Pour cela, nous ajustons le pH au sein de deux cuves ; l’un acidifié par acide sulfurique puis basifié par ajout de la chaux. Puis vient une phase de floculation pendant laquelle nous faisons grossir et agglutinons les particules présentent dans l’eau. Nous les faisons remonter en chargeant l’eau en air, créant ainsi des microbulles. Puis, nous écopons la pollution en surface et formons une boue physico-chimique », révèle Heinrick Delaroque.

… à l’aide de bactéries…

En parallèle, l’eau subit un traitement biologique au sein de deux bassins différents – l’un pour la nitrification et l’autre pour la dénitrification – réalisés par des milliards de bactéries. Après ces différentes réactions, des clarificateurs font tomber les bactéries au fond des bassins, formant une boue biologique. « Nous vérifions une fois par semaine l’état des populations bactériennes au microscope. La durée de vie des bactéries ne doit pas excéder 25 jours pour avoir un meilleur rendement épuratoire. Nous les éliminons avec des mangeurs de bactéries (bactériophages) », précise Heinrick Delaroque.

Après ces différents traitements, les boues physico-chimiques et biologiques sont filtrées et séchées pour former des « gâteaux de boues compact. » Durcies, ces boues partent ensuite en cimenterie en tant que matière première pour d’autres industriels.

… avant d’être réutilisée par l’usine…

« Une fois épurée, l’eau (40 %) est mélangée avec de l’eau pluviale (60 %). Cette dernière provient deux bassins de récupération : l’un, de 6 000 m3 construit en 2009 et l’autre, de 10 000 m3 construit en 2012. Ces surfaces équivalent à six piscines olympiques ce qui permet de tenir six semaines. TMMF a réduit sa consommation d’eau par véhicule de 68 % entre 2001 et 2022 grâce au recyclage de l’eau de pluie. L’usine a d’ailleurs tourné 333 jours en autonomie d’eau en 2013 », mentionne Alexis Laurie.

« Avec le réchauffement climatique, les précipitations récupérées dans les bassins sont moindres et ne sont pas suffisant pour être utilisés. Il ne pleut plus assez dans le Nord. Nous avions 740 mm d’eau lorsque nous avons débuté et désormais seulement 500 mm », observe Heinrick Delaroque.

Hormis l’utilisation de l’eau pour ses sanitaires et ses circuits de refroidissement, TMMF a recours à l’eau principalement dans l’atelier peinture, notamment pour la cataphorèse (64 %), dans sa station de traitement (27 %), puis dans les ateliers carrosserie (5 %), montage (2 %) et plastique (2 %).

… pour atteindre la neutralité carbone

Avec ces différents processus, TMMF aurait ainsi baissé de 60 % ses émissions de CO2 entre 2001 et 2020. Il envisage de les réduire de 80 % d’ici 2030, avant d’atteindre la neutralité carbone en 2040. Pour ce faire, il mise sur la conversion des éclairages de l’ensemble de ses bâtiments en LED, sur le déploiement de pompes à chaleur, le chauffage par géothermie, etc.

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